Java開發框架Spring——Spring基礎、Spring體系結構

一、Spring 概述

1、概念

• Spring 是分層的 Java SE/EE 應用 full-stack 輕量級開源框架，以IoC（Inverse Of Control：反轉控制）和 AOP（Aspect Oriented Programming：面向切面編程）爲內核，提供了展現層 Spring MVC 和持久層 Spring JDBC 以及業務層事務管理等衆多的企業級應用技術，還能整合開源世界衆多著名的第三方框架和類庫

二、Spring 的優勢

1. 方便解耦，簡化開發
   通過 Spring 提供的 IoC 容器，可以將對象間的依賴關係交由 Spring 進行控制，避免硬編碼所造成的過度程序耦合。用戶也不必再爲單例模式類、屬性文件解析等這些很底層的需求編寫代碼，可以更專注於上層的應用
2. AOP 編程的支持
   通過 Spring 的 AOP 功能，方便進行面向切面的編程，許多不容易用傳統 OOP 實現的功能可以通過 AOP 輕鬆應付。
3. 聲明式事務的支持
   可以將我們從單調煩悶的事務管理代碼中解脫出來，通過聲明式方式靈活的進行事務的管理，提高開發效率和質量。
4. 方便程序的測試
   可以用非容器依賴的編程方式進行幾乎所有的測試工作，測試不再是昂貴的操作，而是隨手可做的事情。
5. 方便集成各種優秀框架
   Spring 可以降低各種框架的使用難度，提供了對各種優秀框架（Struts、Hibernate、Hessian、Quartz等）的直接支持。
6. 降低 JavaEE API 的使用難度
   Spring 對 JavaEE API（如 JDBC、JavaMail、遠程調用等）進行了薄薄的封裝層，使這些 API 的使用難度大爲降低。
7. Java 源碼是經典學習範例
   Spring 的源代碼設計精妙、結構清晰、匠心獨用，處處體現着大師對 Java 設計模式靈活運用以及對 Java 技術的高深造詣。它的源代碼無意是 Java 技術的最佳實踐的範例。

三、Spring 的體系結構

上圖是Spring 5的模塊結構圖，而這些組件被分別整合在覈心容器（Core Container）、AOP（Aspect Oriented Programming）、設備支持（Instrument）、數據訪問及集成（Data Access/Integratioin）、Web、報文發送（Messaging）、Test等模塊。

1、核心容器：由spring-beans, spring-core, spring-context和spring-expression 4個模塊組成。

1. spring-core：控制反轉IoC（Inversion of Control）與依賴注入DI（Dependency Injection）的基本實現，控制反轉是種設計思想，即將你設計好的對象交給容器控制，而不是傳統的在你的對象內部直接控制。

2. spring-beans：Bean工廠與bean的裝配，BeanFactory接口使用控制反轉對應用程序的配置、依賴性規範與實際的應用程序代碼進行分離。但是BeanFactory容器實例化後並不會自動實例化Bean，只有當Bean被使用時BeanFactory容器纔會對該Bean進行實例化與依賴關係的裝配。

3. spring-context：spring的context上下文，即IoC容器，它擴展了BeanFactory，爲它添加了Bean生命週期管理、框架事件體系、資源加載透明化等功能，此外該模塊還提供了很多企業級支持，如遠程訪問、任務調度等。ApplicationContext是該模塊的核心接口，它擴展了BeanFactory，ApplicationContext容器實例化後會自動對所有的單實例Bean進行實例化與依賴關係的裝配，使之處於待用狀態。

4. spring-expression：spring表達式語言，是統計表達式語言（EL）的擴展模塊，可以查詢、管理運行中的對象，同時也方便的可以調用對象方法、操作數組、集合等。最出色的要數函數調用和簡單字符串的模板函數。

2、AOP和設備支持

1. spring-aop：面向切面編程，aop就是在某一個類或方法執行前後打個標記，聲明在執行到這裏之前要先執行什麼，執行完這裏之後要接着執行什麼，插入新的執行方法。在Spring中，它是以JVM的動態代理技術爲基礎，然後設計一系列AOP橫切實現，比如前置通知、返回通知、異常通知等，同時Pointcut接口來匹配切入點，可以使用現有切入點來設計橫切面，也可以擴展相關方法根據需求進行切入。
2. spring-aspects：集成AspectJ， 主要是爲Spring AOOP提供多種AOP實現方法。
3. spring-instrument：提供一些類級的工具支持和ClassLoader級的實現，用於服務器。該模塊是基於JAVA SE中的“java.lang.instrument”進行設計的，應該算是AOP的一個支援模塊，主要作用是在JVM啓用時，生成一個代理類，程序員通過代理類在運行時修改類的字節，從而改變一個類的實現。

3、數據訪問及集成

1. spring-jdbc：jdbc的支持，主要是提供JDBC模板方式、關係數據庫對象化方式、SimpleJdbc方式、事務管理來簡化JDBC編程，主要實現類JdbcTemplate、SimpleJdbcTemplate、NamedParameterJdbcTemplate
2. spring-tx：事務控制，通過它的AOP配置，可以靈活的配置在任何一層，但是在很多的需求和應用，直接使用JDBC事務控制還是有其優勢的。
3. spring-orm：對象關係映射，集成orm框架，主要集成Hibernate、Java Persistence API(JPA)和Java Data Object(JDO)用於資源管理、數據訪問對象（DAO）的實現和事務策略。
4. spring-oxm：對象xml映射，OXM是Object to XML Mapping的縮寫，例如：jaxb, castor xmlbeans,JiBx,XStream等。
5. spring-jms：java消息服務
6. spring-messaging：爲Spring框架集成一些基礎的報文發送應用。

4、Web

1. spring-web：提供最基礎的web支持，主要建立在覈心容器上，通過Servlet或者Listener來初始化IOC容器，也包括一些與Web相關的支持。
2. spring-webmvc：實現了Spring MVC的Web應用
3. spring-websocket：主要是與Web前端的全雙工通訊協議。
4. spring-webflux：是一個新的非阻塞式Reactive Web框架，可以用來建立異步、非阻塞、事件驅動的服務，並且擴展性非常好。